安八公路上A橋加固的設計和施工技術

李牧衍

（云南陽光基礎建設有限公司，云南 昆明 650200）

1 工程概況

A 橋位于安寧市八街鎮，跨越九龍河，在安八公路上，該公路為四改三級公路，修建于1999年。該橋全長55m，跨徑組合為2×20m 普通鋼筋混凝土T 梁橋。橋梁全寬8.0m，凈寬7.5m，雙向車道通行。工程為加固T 梁10 片，粘貼鋼板2.4t，拆除重建欄桿110m，鋪筑瀝青混凝土280m2。

2 橋梁現存在的問題及現狀分析

1）該橋橋面1# 孔、2# 孔橋面鋪裝縱向開裂嚴重，并出現多處破損、坑槽；

2）上部結構T 橋側面和底面出現較多裂縫，在0—L/4 及3L/4—L 區域出現45°斜向裂縫，最大裂縫寬度0.30mm，未超過規范限值（規范限值0.30mm）。在L/4—3L/4 區域出現豎向裂縫，最大裂縫寬度0.24mm，未超過規范限值（規范限值0.25mm），上部結構狀況較差。橋梁多個橫隔板混凝土脫落，鋼板開裂、開焊，橋梁橫向整體性能減弱，按現行04 規范，在公路Ⅱ級荷載作用下，中梁和邊梁的正截面抗彎承載能力和斜截面抗剪承受能力均不滿足要求。按85 規范，在7—10 級荷載作用下，承載能力極限狀態時，中梁的正截面抗彎承載能力不滿足要求，經計算承載能力僅能滿足5t 車輛荷載通行。該橋整體技術狀況水平評定為4 類——差的狀態。

3 加固補強設計方案

對T 梁梁體加固是本加固項目的核心和根本所在，采取增大梁體截面為主，在增大截面后的梁體上粘貼鋼板為輔的手段對其進行承載能力和耐久性的提高。

1）對T 梁梁體增大其截面提高承載能力，粘貼鋼板作為其遠期耐久性的儲備；

2）橋面重新鋪裝現澆混凝土層、專用防水層和瀝青混凝土，鋼板補強梁間橫隔板，重新澆筑梁間濕接縫，改善上部整體受力狀況；

3）設置跨與跨之間橋面連續和兩岸橋臺處伸縮裝置，提高行車平順舒適度；改造橋兩側混凝土欄桿為防撞護欄，并設置橫向排水管，提高行車安全度；

4）梁端設置板式塑膠支座，改善梁體受力狀況；

5）設置墩臺帽頂處的梁端側擋塊和胯間防落梁裝置，提高橋梁抗震性能。

4 主要項目施工方案要點

4.1 上部梁體整體頂升、支座更換

4.1.1 準備工作

1）因為本工程要對全橋的護欄、橋面混凝土及瀝青面層進行更換，所以在進行支座更換之前先拆除欄桿及橋面鋪裝，以減少頂梁時的頂推重量；

2）在兩橋臺及橋墩位置，預先施工臨時支墩，支墩斷面尺寸為1.2m×1.2m，長度與橋梁墩臺一致，采用C25 混凝土整體現澆；

3）完成頂梁構件的加工、頂梁設備的購置以及對參加該項施工人員的指導培訓。

4.1.2 施工步驟要點

1）搭設工作平臺。沿橋梁橫向寬度及縱向設置滿堂式碗扣工作支架。工作架側面設置階梯，便于施工人員的上下。操作平臺臺面距梁底約150cm，以方便施工人員的機械設備操作和走動為宜，平臺兩側設置1.2m 高護欄以確保施工安全；

2）頂梁。橋跨橫向由6 片T 梁組成，每片梁凈重約22t。按照T 梁的斷面尺寸和形狀。采用2cm厚的鋼板加工成U 型托槽，每個梁底部由一個U 型托槽托住，托槽底部采用50 工字鋼橫梁連接，形成整體托架。由于篇幅有限，整體托架的具體細節不再詳述。橫鋼梁下安置6 臺（兩梁之間及外梁外側）36t 數顯油壓千斤頂，為保證6 片梁整體同時頂升和落梁，本方案采取頂推力和頂推行程雙控的方式，頂推力由每臺數顯千斤頂讀取，每5N 為一控制級。頂推行程由設在每臺千斤頂旁的百分表讀取，每1 cm為一控制級。在現場統一指揮下，在梁的同一端同時將6 片T 梁同時整體頂起，起頂高度在12 cm（橋梁橡膠支座厚度）以上，以方便支座安放。頂梁開始前先將百分表讀數歸零，頂梁開始后通過讀取百分表的讀數確保各片梁體的上升高度一致，具體操作為：①頂梁前量取梁底至梁體支承面的距離。②梁體剛離開支承面時停止5min，觀察各梁體變形以及各施工構件的變形情況，確認無誤后，再繼續頂梁。③分級逐步向上頂梁，各級上升高度為1 cm，保證各梁的起頂速度和梁體受力均勻，同時在每根橫梁下面設置枕木和木契，邊頂邊塞木契，起頂至計劃高度后，墊好槽鋼凳子，使梁體穩固；

3）更換支座。梁體起頂到位后，進行支座更換施工。按照設計要求，清理、適當鑿毛支座范圍內的原T 梁梁底、臺帽和蓋梁表面，并將其表面以2 cm厚砂漿抹平。操作完畢并經檢查合格后，方可安放支座；支座安裝時要嚴格對中和整平，避免支座出現偏心受壓的情況，在檢查符合要求后，即可進行落梁作業；

4）落梁。梁端6 臺千斤頂同時再次起頂，然后逐級退出枕木和木契。由現場技術員統一指揮，各個千斤頂受力均勻，均勻緩慢回油，幅度同樣采取頂推力和頂推行程雙控的方式，逐級往下降，逐步退出枕木和木契，使梁體整體均勻落下。梁體就位后，拆除托架，進行另一端梁體起頂施工。梁體就位后，各片梁的梁底標高差仍與先前保持一致。

4.1.3 注意事項

1）在T 梁整體起頂和落梁時必須由專人統一指揮，確保所有被頂的梁體同步上升，同步下降，以避免T 梁產生內力破壞；

2）在頂梁作業之前，對頂梁設施設備進行全面檢查，以免在頂梁過程中無法正常進行工作，使得對梁體造成損壞和對操作人員的安全產生威脅。

3）要認真做好量測、觀察記錄工作。準確計算出新澆筑的支座墊石的標高，并在施工過程中按該高程進行嚴格控制，確保梁體更換前后的標高不變。

4.2 梁體粘貼鋼板

4.2.1 準備工作

1）被加固構件結合面處理。a.為確保粘貼效果，對接合面進行鑿毛，鑿毛凸凹差應大于或等于6mm，直至露出粗骨料。用砂紙打磨平有毛刺的地方，用壓縮空氣除去粉塵。b.由于增大梁體截面的混凝土澆筑的齡期比較短，混凝土表面和內部的濕度較大，影響粘貼效果，粘鋼前需用電熱吹風機進行人工干燥處理。

2）鋼板接合面處理。若鋼板有輕微銹蝕，可用噴砂、砂布或角磨機打磨至出現金屬光澤后方可粘貼。打磨粗糙度越大越好，打磨紋路應盡量與鋼板受力方向垂直，最后用脫脂棉花蘸丙酮擦拭干凈。

4.2.2 施工步驟要點

1）鉆孔。在梁體上按設計圖紙的尺寸間距鉆孔安裝膨脹螺栓，鉆孔時如遇梁內鋼筋可稍作移位，錯開后再鉆孔就位。按調整后的膨脹螺栓孔位尺寸，精確在待粘貼的鋼板上鉆孔；注意全橋有多塊鋼板，對其編號，安裝時“對號入座”，切莫搞錯。

2）配制粘鋼膠。本次使用的悍馬牌結構粘鋼膠，屬環氧類雙組分產品，具有粘接力強、常溫固化。在鋼板、混凝土的自粘和互粘中有優異的耐老化、抗沖擊性能，剪切度高。雙組分雙酚A型改性環氧樹脂，非親水性產品，具有超強的粘接力，優良的綜合機械性能，防水、防腐、無污染；A（主劑）：褐色膩子B（固化劑）：灰色膩子混合物黏度：16—20Pa·s 固化物密度：1.80±0.1g/cm3，配合比（重量比）：2 ∶1，按其特性，配制好膠液后需在30min 使用完。

3）粘貼。粘鋼膠配制好后，使用鏟子同時涂抹在鋼板和已處理好的混凝土表面上，涂抹厚度1—3mm，注意中間厚邊緣薄，然后將鋼板粘貼于預定位置。如果是T 梁腹板立面粘貼，為防止膠液流掛，可加鋪一層脫蠟玻璃纖維。粘好鋼板后，可以用手錘沿粘貼面輕輕敲擊鋼板，如無空洞聲，表明已粘貼密實，否則剝下鋼板補膠，重新粘貼。確認粘貼密實后，擰緊膨脹螺栓，在粘貼面形成足夠壓力，以使膠液剛能從鋼板邊縫擠出為度。

4）粘貼干硬時限和鋼板防護。使用悍馬牌結構粘鋼膠，應使環境溫度保持在15℃以上，24h即可固化形成強度，如果溫度低于15℃應采取人工加溫措施，一般采用紅外線等加熱。固化期間不能對鋼板有任何擾動。鋼板與梁體粘貼固化后，在鋼板表面涂抹一層環氧水泥膠作防護層，待其干硬后在涂抹一遍水泥凈漿，使之和梁底顏色一致。

4.2.3 注意事項

T 梁粘貼鋼板后膠液固化期間會出現力變滯后現象，所以粘貼鋼板后應封閉交通至膠液固化為止。

4.3 鋼筋混凝土增大T 梁截面

4.3.1 準備工作

1）為了保證新、舊混凝土的結合強度，對該橋T 梁混凝土存在的缺陷位置清理到密實部位，并將構件表面鑿毛，打磨成麻坑狀；

2）設計采用兩腹板面和梁底面澆筑混凝土的方法加固T 梁，將構件的棱角敲掉，同時去除浮渣、灰塵、消除毛刺。

4.3.2 施工步驟要點

1）將原T 梁混凝土表面沖洗干凈，澆筑新混凝土前，原T 梁混凝土表面使用水泥漿等界面劑進行涂刷，以利于新、舊混凝土的結合；

2）外包混凝土加固法施工難度比整體澆筑混凝土構件大，必須采取有效措施，保證模板制作安裝、鋼筋加工安裝以及新混凝土的澆筑和振搗的質量，特別是腹板位置要安裝一定數量的附著式振搗器，以達到混凝土密實要求。

4.3.3 注意事項

T 梁加固混凝土澆筑完成后，要適時拆模，并加強新澆混凝土的養護，養護期達14d 以上，才能開放交通。

5 結論

該橋主要承重結構T 梁的跨中及支點位置，已出現不同程度的工作裂縫，橫向連接不緊密，當有附加荷載作用于橋上時，各片T 梁處于獨立受力狀態，工作情況極其不利，整座橋梁存在很大的安全隱患。針對此橋存在的問題，以梁體加固為重心作了以上設計與施工方案，通過上述加固措施后，消除了運營安全隱患，使該橋發揮出更大的經濟效益和社會效益。

[1]牟水晶.淺談混凝土施工的溫度及裂縫控制[J].建筑知識，2010.06：170-170

[2]孫政國.預制混凝土構件裂縫成因分析及預防措施[J].中國新技術新產品，2011.NO.11 ：30-30

[3]宋鵬.論道橋高性能混凝土施工質量控制管理[J].建筑知識，2011.03：128-128

[4]史亞斌.混凝土史亞斌.混凝土裂縫治理中化學灌漿技術的運用[J].建筑知識，2011.03：210-210

[5]劉寶華.T 形梁橋大修工程重點技術淺析[J].建筑知識，2011.03：276-276